高中生物 第5章 第4节 能量之源 光与光合作用 （二）同步辅导与检测课件 新人教版必修1 .ppt

第4节能量之源 光与光合作用 二 细胞的能量供应和利用 1 说明光合作用以及对它的认识过程 2 尝试探究影响光合作用强度的环境因素 3 说出光合作用原理的应用 4 简述化能合成作用 知识清单 光合作用的探究历程 空气 阳光淀粉 叶绿体氧水 综合拓展 1 普里斯特利的实验 1 实验过程及现象密闭玻璃罩 绿色植物 2 实验分析 缺少空白对照 实验结果说服力不强 应将点燃的蜡烛和小鼠分别单独置于玻璃罩内 作为空白对照 没有认识到光在植物更新空气中的作用 而将空气的更新归因于植物的生长 限于当时科学发展水平的限制 没有明确植物更新气体的成分 2 萨克斯的实验 1 实验过程及现象黑暗中饥饿处理的绿叶 2 实验分析 设置了自身对照 自变量为光照 因变量是叶片颜色变化 实验的关键是饥饿处理 以使叶片中的营养物质消耗掉 增强了实验的说服力 本实验除证明了光合作用的产物有淀粉外 还证明了光是光合作用的必要条件 3 鲁宾和卡门的实验 1 实验过程及结论h218o co2 植物 18o2h2o c18o2 植物 o2光合作用释放的o2全部来自于水 2 实验分析设置了对照实验 自变量是标记物质 h218o和c18o2 因变量是o2的放射性 尝试应用 1 生长旺盛的叶片 剪成5毫米见方的小块 抽去叶内气体 做下列处理 见图 这四个处理中 沉入试管底部的叶片小块最先浮起的是 b 2 用18o标记的h2o灌溉某株植物 短时间18o不可能出现在 a 细胞原生质的水中b 叶肉细胞生成的糖类中c 植物周围的空气中d 植物周围的水蒸气中 b 知识清单 光合作用的过程 1 光合作用的原料是 和 产物是 和 场所是 条件是要有光 还需要多种酶等 光合作用的反应式 二氧化碳水糖类氧气叶绿体co2 h2o ch2o o2 2 光合作用的过程可概括为 和 两个阶段 其中光反应阶段必须在 的条件下进行 反应部位是 物质变化包括 能量变化是指 而暗反应阶段有没有光都可进行 反应部位是 物质变化可分成两个阶段 co2的固定 c3的还原 能量变化是指 2 光反应暗反应有光类囊体的薄膜上水被光解产生氧气 adp pi 能量 atp光能化学能叶绿体的基质内co2被c5固定为2个c3c3被还原为有机化合物 糖类 atp中活跃的化学能有机物中稳定的化学能 综合拓展 1 图解 3 光合作用过程中光反应与暗反应的比较 尝试应用 3 光合作用暗反应阶段中直接利用的物质是 a o2和c3化合物b 叶绿体色素c h2o和o2d h 和atp d 4 下图是光合作用过程示意图 请据图回答下列问题 1 请填写出字母所代表的物质 a b c d e f g 2 由 f 经暗反应产生 g 可以分成 和 阶段 3 如果用同位素3h标记参与光合作用的水 并追踪3h 它最可能的途径是 用图中字母表示 4 根据题意 简述光合作用能量变化的过程 答案 1 h2oo2adp piatp h co2有机物 贮存能量 2 co2的固定co2的还原 3 a e g 4 光能 atp中活跃的化学能 有机物中稳定的化学能 知识清单 光合作用原理的应用及化能合成作用 1 探究环境因素对光合作用强度的影响 空气中 的浓度 土壤中 的多少 光照的 与强弱 光的 以及 的高低等 都是影响光合作用强度的外界因素 二氧化碳水分长短成分温度 2 和硝化细菌等 的生物属于自养生物 其原义是指能够以无机化合物 和 为原料 合成营养物质进行生活和繁殖的生物 异养生物指的是那些只能将外界环境中现成的 来维持自身的生命活动的生物 如 人 动物 营腐生活和寄生生活的真菌及大多数种类的细菌 3 自然界中的少数种类的细菌 能够利用体外环境中的某些 能量来制造 这种合成作用叫做化能合成作用 2 绿色植物化能合成作用二氧化碳水有机物3 无机物氧化时所释放的有机物 综合拓展 1 光合速率的表示方法 1 表示方法 通常以一定时间内co2等原料的消耗或o2 ch2o 等产物的生成量来定量表示 净光合速率 常用o2释放量 co2吸收量或有机物积累量来表示 真正光合速率即实际光合速率 常用o2产生量 co2固定量或有机物的产生量来表示 2 测定方法 呼吸速率 将植物置于黑暗中 测定容器内co2的增加量 o2减少量或有机物减少量 净光合速率 将植物置于光下 测定容器中o2增加量 co2减少量或有机物增加量 3 净光合速率和真正光合速率的关系 如下图 在不考虑光照强度对呼吸速率影响的情况下 oa段代表植物呼吸速率 od段表示植物净光合速率 oa od段表示真正光合速率 它们的关系为 真正光合速率 净光合速率 呼吸速率 2 探究光照强度对光合作用强度的影响 1 实验流程打出小圆形叶片 30片 用打孔器在生长旺盛的绿叶上打出 直径 1cm 抽出叶片内气体 用注射器 内有清水 小圆形叶片 抽出叶片内气体 o2等 小圆形叶片沉水底 将内部气体逸出的小圆形叶片放入黑暗处盛有清水的烧杯中 小圆形叶片全部沉到水底 对照实验及结果 2 实验结论 在一定范围内 随着光照强度不断增强 光合作用强度也不断增强 小圆形叶片中产生的o2多 浮起的多 3 光合速率与光照强度的关系 图像 如图 曲线分析 a点 光照强度为0 此时只进行细胞呼吸 其单位时间内释放的co2量 可表示此时的细胞呼吸速率 ab段 表明随光照强度加强 光合作用逐渐加强 co2的释放量逐渐减少 因为有一部分用于光合作用 到b点时 细胞呼吸释放的co2全部用于光合作用 即光合速率 细胞呼吸速率 称b点为光补偿点 植物白天光照强度应在光补偿点以上 植物才能正常生长 bc段 表明随着光照强度不断加强 光合速率不断增大 到c点以后不再加强了 c点为光饱和点 应用 阴生植物的光补偿点和光饱和点比较低 如上图虚线所示 间作套种时农作物的种类搭配 林带树种的配置 合理采伐 冬季温室栽培等都与光补偿点有关 3 影响光合作用的外界条件及应用 1 光对光合作用的影响 光照强度 在一定范围内 光合作用速率随光照强度的增强而增大 但光照强度增加到一定强度 光合作用速率不再加快 如右图所示 光质不同也影响光合作用速率 复色光 白光 下 光合速率最快 单色光中以红光下光合速率最快 蓝紫光次之 绿光最差 在生产上的应用 a注重阴 阳生植物间作套种 b轮作 延长光合作用时间 c合理密植 增加光合作用面积 d温室大棚使用无色透明玻璃 e防止营养生长过强 导致叶面互相遮挡 使呼吸作用强于光合作用影响生殖生长 2 温度对光合作用的影响 温度会直接影响酶的活性 进而影响光合作用速率 在一定范围内光合作用速率随温度升高而增大 温度过高使酶活性下降 从而使光合作用速率下降 一般最适温度在25 30 在生产上的应用 适时播种 温室栽培农作物时 白天适当提高温度 晚上适当降温 3 co2浓度对光合作用的影响 在一定范围内 植物光合作用速率随co2浓度增大而增大 但达到一定浓度时 再增加co2浓度 光合作用速率也不再增大 如右图所示 在生产上的应用 施用有机肥及其他措施 提高大田或温室co2浓度 4 必需矿质元素对光合作用的影响 n mg fe mn等是叶绿素生物合成必需的元素 k p等参与碳水化合物代谢 缺乏会影响糖类的转变和运输 p参与叶绿体膜的构成及光合作用中间产物的转变和能量传递 在生产上的应用 合理施肥 5 水对光合作用的影响 水既是光合作用的原料 又是植物体内各种化学反应的介质 另外 水还影响叶片气孔的开闭 间接影响植物体内co2浓度 所以水对光合作用影响很大 尝试应用 5 影响植物进行光合作用的因素有很多 下列选项中 对光合作用影响最小的是 a 叶绿体色素的含量b 五碳化合物的含量c 二氧化碳的含量d 氮气的含量 d 6 将在黑暗中放置一天的植物某叶片主脉从中切断 给予光照两小时 经检验发现淀粉含量近叶柄部分比远叶柄部分多 原因是 a 近叶柄部分的淀粉由其他部位转运而来b 远叶柄部分缺乏水分供应c 近叶柄部分细胞呼吸较弱d 远叶柄部分缺co2的供应 b 光合作用的发现 1864年 德国科学家萨克斯把绿叶放在暗处几小时 然后将其一半曝光 一半遮光 过一段时间后 用碘蒸气处理叶片 发现只有曝光的那一半叶片呈深蓝色 这个实验证明 a 光合作用能释放氧气b 光合作用释放的氧来自水c 光合作用能产生淀粉d 光合作用需要二氧化碳 解析 本题涉及光合作用发现的经典实验 光合作用进行的条件是需要光 光合作用的产物是淀粉 通过有光和无光的对照 及利用碘蒸气处理后与淀粉的颜色反应 证明了光合作用能产生淀粉 答案 c名师点睛 关于光合作用的发现过程 要对每一位科学家的实验成功之处和缺陷有清楚的认识 变式训练 1 普里斯特利把一只小白鼠和一盆植物一同放到一个玻璃罩内 结果小白鼠和植物都能存活很长时间 但后来有人重复这个实验 却有的能成功 有的不能成功 以下关于这一现象的说法 不正确的是 a 该实验并不科学 没有重复性b 该实验的成败与否 要看是否将装置置于阳光下c 该实验说明光合作用释放的氧与小白鼠需要的氧达到了平衡d 该实验说明光合作用需要的co2与小白鼠呼出的co2达到了平衡 a 光合作用的过程 夏季 在晴天 阴天 多云 高温干旱四种天气条件下 猕猴桃的净光合作用强度 实际光合速率与呼吸速率之差 变化曲线不同 下列表示晴天的曲线图是 解析 夏季晴天 上午8 10点 光合作用很强 其净光合作用强度最大 中午由于光照太强 温度太高 导致气孔关闭 光合速度反而下降 下午14点以后 光照强度变弱 气孔又开放 光合作用再次上升 16点以后 由于光照继续减弱 导致光合作用下降 所以b项正确 答案 b 名师点睛 光合作用中c3 c5 atp adp四种物质与光和co2间的关系 变式训练 2 下图是光合作用和细胞呼吸过程简图 请根据图分析回答 1 写出图中 所示生理过程的名称 2 图中 生理过程在细胞内进行的场所是 3 图中 和 所示的生理过程都是 如果消耗等量的葡萄糖 则 或 过程所释放的能量与 过程相比数量 4 如果用 ch2o 表示糖类 则图中 过程的化学反应式可以概括为 答案 1 光合作用有氧呼吸 2 叶绿体细胞质基质 线粒体 3 无氧呼吸少 4 co2 h2o ch2o o2 影响光合作用的因素 一密闭透明薄膜大棚内 一天中的光照强度与棚内植物制造有机物量分别如下图中曲线 曲线 所示 在采取某项措施后 棚内植物制造有机物量则如曲线 所示 采取的这项措施是 a 降低温度b 提高湿度c 增加co2浓度d 增加o2浓度 解析 图示中午12点前后光照强度达到最大值 但植物制造有机物量却呈现明显减少 曲线 现象 其原因是棚内空气不畅 叶肉细胞内co2量减少 影响暗反应速率 适当增加co2浓度 可提高暗反应速率 增加有机物的量 答案 c名师点睛 这是一道联系生产实际的题目 影响光合作用的因素是光合作用在农业生产过程中如何使农作物高产以及提高光合作用效率的重要依据 变式训练 3 右图所示是一个研究光合作用的实验 实验前 在溶液中加入 h adp 磷酸盐和叶绿体等 实验时 按图示控制条件进行 并不断测定有机物合成速率 将这些数据绘制成曲线 请分析回答下列问题 1 ab段无有机物积累 主要原因